私たちは一人ですか？ 火星や太陽系の他の場所での生命の探索

NASA人生を見つける 火星忍耐の戦車に動かされて、すぐに有望な結果が得られる可能性があります。 これまでの研究では生命の存在を決定的に証明することはできませんでしたが、現在の調査技術は、生命を模倣できる非生物学的プロセスに関する情報を提供し、理解を広げ、氷の衛星を含む太陽系全体の居住可能な空間の将来の探査を強化します。 土星 そして 木星。

火星は地球外の生命体を探すのに有望な近くの場所であるように見えますが、火星はその秘密を頑なに守り続けています。 何十年にもわたる調査にもかかわらず、そして最初はセンセーショナルな発見が2つあったにもかかわらず、生命の確かな兆候はまだ現れていません。

その長い探求が今、実を結びつつあるかもしれない。 パーサヴィアランス探査機は、水で満たされた古代火星のクレーターを探索し、過去の生命の証拠を探し、最終的に地球に帰還するために岩石や表面物質のサンプルを金属管に保管しています。

そして、これらの興味深い過去の発見は、現在では私たちの隣の惑星で生命が繁栄したことを証明することはできないと考えられていますが、今日行われている集中的で多層的な研究にとって不可欠な基盤とみなされています。

「過去のミッションは、生命の探索方法をより深く理解するのに役立ちました」と、ワシントンのNASA本部の宇宙生物学プログラム（地球外生命の可能性を研究する）の副プログラム科学者であり、火星サンプルの副主任科学者であるリンゼイ・ヘイズは語った。 。 帰還ミッション。

火星の徹底的な探査は、今後のより広範な研究、つまり太陽系外縁部の氷に覆われた衛星をスキャンして、その表面の下に隠された広大な海に生命の痕跡を見つけるための実験場としても機能するだろう。

「NASA​​は火星の生命の探索に多大な投資をしており、土星や木星を周回する氷の衛星など、太陽系の他の居住可能な場所を調べるときに役立つ多くのことを学びました」とマリー・ヴォイテク氏は語った。 、ワシントンにある NASA 本部の NASA 宇宙生物学プログラムのディレクター。

この図には、火星のジェゼロ クレーターが示されています。数十億年前の姿は、川デルタのあるクレーター湖でした。 出典: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/リズベス・B・デ・ラ・トーレ

火星の石を探して

隣接する世界の中で生命を探すという NASA の戦略のルーツを見つけるために、1970 年代を振り返ってみましょう。カール セーガンと 2 機のバイキング着陸船の時代です。1976 年に火星に着陸し、歴史に名を残しました。

オリジナル TV シリーズ「コスモス」の司会者であるセーガン氏は、火星の表面から画像を送信し科学データを収集するバイキング 1 号とバイキング 2 号の設計と管理を支援しました。 彼らはまた、生命探知実験を実施し、レゴリスと呼ばれる火星の表面物質のサンプルを収集し、栄養素を追加した。 一部の栄養素を摂取した証拠にもかかわらず、科学界のほとんどは、これは非生物学的相互作用による可能性が高いと結論付けており、これが火星での生命発見の可能性に対する最初の興奮のきっかけとなった。

2 番目の大きな瞬間は 1996 年に起こりました。NASA の科学者が、地球に落ちた火星の岩石に生命体の化学的痕跡が存在する可能性があることを概説する論文を発表しました。 口語的にはアランヒルズ隕石、または公式番号 ALH84001 として知られるこの隕石は、10 年以上前に南極で収集されました。

火星からの隕石は、この二つの惑星の歴史の中で定期的に地球に落下してきたが、おそらく小惑星のような大きな天体が火星に衝突した際に宇宙空間に吹き飛ばされ、最終的に地球の重力場に捕らえられたものと思われるが、今回の隕石は特別に思えた。 そこには、地球の微生物が残したものと同様の化学的痕跡が含まれていました。 一部の画像では、顕微鏡的な細菌のような特徴も明らかになりました。 しかし、再び、発見の可能性に対する世界的な興奮は不確実性に変わりました。 今日、この問題を研究しているほとんどの科学者は、隕石中の初期の火星の微生物の痕跡の「証拠」の起源は非生物学的起源である可能性が高いと考えています。

NASAの科学者デビッド・S・マッケイ率いるこの論文を発表した研究者グループは、「時々ちょっとした変化を感じた」と、火星の岩石の調査も行ったカーネギー研究所の研究者アンドリュー・スティール氏は語った。 「彼らがこの科学に与えた実際の影響は称賛されるべきです。彼らはチャンスをつかんだのですから。そのおかげで、私たちは次の非常に重要な質問をすることができたのです。」

チームの発見はさらなる研究に拍車をかけ、多くの非生物学的プロセスが現実的な特徴を生み出す可能性があるという新たな認識を浮き彫りにしました。

出典: NASA/JPL-カリフォルニア工科大学/リズベス・B・デ・ラ・トーレ

たとえば、スティール自身の研究は、火星を含む他の世界の環境における「生命の欠如」の背景レベルを確立することを目的としています。 潜在的な寿命の検出結果は、この背景に基づいて測定できます。 マッケイ氏らの研究グループらの研究を基に、スティール氏らは火星の生命の構成要素を生成する可能性がある3つの別々の化学プロセスを発見した。それぞれの化学プロセスは生物活性が存在しない状態で有機分子を生成する。

「火星は刺激的であり、まだ生命の兆候を示している可能性があります。」と彼は言いました。 「しかし、それはまた、生命の構成要素がどのように形成されるのかを私たちに教えてくれます。」

火星の生命を発見するというこれら 2 つの初期の試みは、別の重要な発見にもつながりました。それは、宇宙生物学者ヘイズが言うように、探索は「つかんで行く」のではなく、徹底的に行う必要があるということです。

「調査結果のどちらの解釈も、背景の欠如によって妨げられています」とヘイズ氏は述べた。 「バイキングスの場合、彼らが行おうとしていた測定には背景が欠如しており、測定している環境について彼らが私たちに何を教えてくれるのかが欠如していました。アランヒルズの場合は、 [the Martian meteorite]それらの岩石がどのような環境から来たのかについての背景がありません。」

火星での生命の探索

調査を進めるために、NASAはまず生命そのものの発見を直接の目的としないことを決定した。 その代わりに、双子の探査機スピリットとオポチュニティが火星の環境の詳細な調査を実施し、水の流れの地質学的証拠によって初期火星の居住可能な状態を部分的に確認した。 マーズ・リコネッサンス・オービターやマーズ・オデッセイなどの火星探査機も役割を果たし、地形の地図作成や着陸地点の特定に役立っている。

マーズ キュリオシティ探査機は、火星の遠い過去に豊富な水、有機分子、居住可能な環境があった証拠を捉え、居住可能性の可能性をさらに押し上げました。 探査車は現在もゲイル・クレーターで活動を続けており、そこでは過去の水活動の痕跡がまだ見つかっている。

NASAは、2021年2月に探査車がジェゼロ・クレーターに到着し、生命探知の分野に戻ってきた。かつて川デルタで完成した湖であったジェゼロは、火星の遠い過去から生命の痕跡を探すのに理想的な場所であるように思われた。

しかし、バイキング着陸船とは異なり、パーサヴィアランスには、火星の岩石をスキャンして古代生命の痕跡を探し、その環境状況を調査するための一連のツールが装備されています。

また、バイキングとは異なり、ローバーは移動することができます。 パーサヴィアランスは、ヘリコプターのナビゲーターであるクリエイティビティの助けを借りて、遠くから興味深い岩層をターゲットにし、さらに詳しく見るためにそこまで車で行きます。

また、サンプルをキャッシュに保存し、後で地球に戻す永続性は、発見された内容のコンテキストが欠如している以前の調査よりも有利であることも意味します。 「このよく整えられた探査車は、素晴らしい測定をすべて行うので、そのすべてのコンテキストを取得します」とヘイズ氏は言いました。

今後、生命の痕跡が見つかる可能性のあるその他の場所としては、かつて地底湖系を形成していた古代火星の地下水が集まった場所が挙げられる。

太陽系の他の場所での生命の探索

木星の衛星エウロパ、エンケラドゥス、土星のタイタンなど、太陽系の外衛星の氷で覆われた深い海についてはほとんど知られていない。 しかし、すでに明らかなことが1つある。それらは潜在的な生命にとって、火星とはまったく異なる条件を提供するだろうということだ。

しかし、こうした太陽の当たらない水中環境には、既知の有機物質や関連化学物質、さらには熱源、つまり月の内部熱が含まれている可能性があり、おそらく海底の通気口から逃げている可能性があります。 それは地球上で生命が始まった可能性のある方法の 1 つです。

2017 年に終了した 13 年間のミッション中、NASA カッシーニ 探査機は、おそらく月の地下海から、エンケラドゥスの「タイガーストライプ」として知られる亀裂から噴出する塩水と有機粒子のプルームを検出し、居住可能な環境の可能性を示唆している。

エウロパにも同様のプルームがある可能性があり、NASA のガリレオ宇宙船やハッブル望遠鏡、さらには地上の望遠鏡からのデータがその存在を示しています。 NASAのヨーロッパクリッパー宇宙船は、2024年10月の打ち上げに向けて現在組み立てられており、氷で覆われた月の上空を一連の飛行中に遭遇する可能性のある物質のプルームを分析できるセンサーを搭載する予定である。

そして、土星のタイタンは、その厚い炭化水素大気とエタンとメタンの湖で最もよく知られているが、おそらく海洋世界でもあり、他の世界と同様に、氷の地殻の下に液体の水の深海が隠されている。 もし地球の内部が何らかの形で地表と接触していたとしたら、現在であれ過去であれ、そこに生命が存在する可能性を示す分子や化学の証拠が見つかるかもしれない。 NASAの回転翼船ドラゴンフライミッションは、2030年代半ばに計画されているミッションでそのような証拠を探すことになる。

火星と外月の環境は大きく異なりますが、生命を探す原理は同じです。

「地球上の生命について私たちが学んだのは、栄養素、水、エネルギーなどの基本的なものが存在する限り、生命は見つかるということです」とヴォイテク氏は語った。 私たちは、太陽系内の多くの環境がこれらの要件を満たしていると考えています。 しかし、それはまだ調査されていません。」

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